保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院《核信息獲取與核電子學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在核反應(yīng)堆材料研究中，需要考慮材料在高溫、高壓和強(qiáng)輻射環(huán)境下的腐蝕行為。假設(shè)一種新型合金被用于反應(yīng)堆壓力容器，已知反應(yīng)堆內(nèi)的環(huán)境參數(shù)和合金的成分。如果合金中的某種元素含量增加，其抗腐蝕性能會如何變化？（）A.增強(qiáng)B.減弱C.不變D.先增強(qiáng)后減弱2、核科學(xué)中的核反應(yīng)截面是描述核反應(yīng)發(fā)生概率的重要參數(shù)。反應(yīng)截面的大小與（）A.入射粒子的能量B.靶核的種類C.反應(yīng)產(chǎn)物的種類D.以上都是3、在核輻射劑量學(xué)中，當(dāng)量劑量是一個(gè)重要的概念。已知某輻射場中，γ射線的吸收劑量為2Gy，輻射權(quán)重因子為1。中子的吸收劑量為1Gy，輻射權(quán)重因子為5。計(jì)算該輻射場的當(dāng)量劑量。A.2SvB.5SvC.7SvD.10Sv4、核醫(yī)學(xué)利用放射性同位素進(jìn)行診斷和治療。假設(shè)一位患者需要進(jìn)行甲狀腺功能檢查，醫(yī)生會選擇合適的放射性同位素。以下哪種放射性同位素常用于甲狀腺疾病的診斷？（）A.碘-131B.锝-99mC.鈷-60D.鐳-2265、核科學(xué)中的核衰變是一種自發(fā)的過程，不同的放射性核素具有不同的衰變方式和半衰期。對于一個(gè)半衰期較長的放射性核素，其放射性強(qiáng)度隨時(shí)間的變化特點(diǎn)是（）A.快速下降B.緩慢下降C.保持不變D.先上升后下降6、在核反應(yīng)堆的熱工設(shè)計(jì)中，需要考慮燃料元件的傳熱性能。假設(shè)一種新型燃料元件的熱導(dǎo)率較高，已知反應(yīng)堆的運(yùn)行功率和冷卻劑條件。使用這種新型燃料元件對反應(yīng)堆的運(yùn)行會產(chǎn)生哪些好處？（）A.降低燃料溫度B.提高反應(yīng)堆功率C.減少冷卻劑流量D.以上都是7、核反應(yīng)堆的熱工水力分析對于保證反應(yīng)堆的安全運(yùn)行至關(guān)重要。關(guān)于熱工水力分析的內(nèi)容和目的，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.分析反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度分布、壓力分布、流量分布等，確保堆芯不發(fā)生過熱B.研究冷卻劑的流動(dòng)特性，保證足夠的冷卻能力，帶走反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量C.熱工水力分析可以預(yù)測在各種工況下反應(yīng)堆的性能，為設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)D.熱工水力分析只在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)階段進(jìn)行，運(yùn)行過程中不需要關(guān)注8、核科學(xué)中的輻射屏蔽設(shè)計(jì)是保障人員和環(huán)境安全的關(guān)鍵。假設(shè)我們要為一個(gè)核實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)計(jì)輻射屏蔽，那么屏蔽材料的選擇依據(jù)是什么（如鉛、混凝土、水）？如何計(jì)算屏蔽后的輻射劑量水平？在復(fù)雜輻射場中，怎樣優(yōu)化屏蔽結(jié)構(gòu)以提高屏蔽效果？（）A.考慮材料特性，使用數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實(shí)際測量，不斷調(diào)整優(yōu)化B.依據(jù)成本高低，參考理論計(jì)算，模擬不同方案，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求C.按照施工難度，借助經(jīng)驗(yàn)公式，考慮空間布局，確保安全可靠D.以上均不正確9、在核反應(yīng)堆物理計(jì)算中，中子擴(kuò)散方程是重要的理論工具。假設(shè)在一個(gè)均勻的反應(yīng)堆堆芯中，中子通量密度滿足特定的擴(kuò)散方程，邊界條件為零通量邊界。已知堆芯材料的擴(kuò)散系數(shù)為1cm，吸收截面為0.1cm^(-1)，源項(xiàng)為10^(10)n/cm3·s。使用有限差分法求解該方程，網(wǎng)格尺寸為1厘米，計(jì)算堆芯中心的中子通量密度大約是多少？（）A.10^(12)n/cm2·sB.10^(13)n/cm2·sC.10^(14)n/cm2·sD.10^(15)n/cm2·s10、核技術(shù)在工業(yè)無損檢測中發(fā)揮著重要作用，如射線探傷。通過讓射線穿過被檢測物體，根據(jù)射線的衰減情況來判斷物體內(nèi)部是否存在缺陷。對于厚度較大的金屬構(gòu)件檢測，通常采用的射線是：（）A.X射線B.γ射線C.阿爾法射線D.貝塔射線11、在核電廠的運(yùn)行過程中，需要對反應(yīng)堆的功率進(jìn)行監(jiān)測和控制。常用的功率測量方法有中子通量測量、熱量產(chǎn)生測量等。假設(shè)反應(yīng)堆功率發(fā)生了突然的變化，以下哪種測量方法能夠更快速地反映功率的變化？（）A.中子通量測量B.熱量產(chǎn)生測量C.兩者同樣快速D.無法確定12、在核反應(yīng)堆的控制與監(jiān)測系統(tǒng)中，傳感器的精度和可靠性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)核反應(yīng)堆的控制系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測各種參數(shù)，如中子通量、溫度、壓力等。以下關(guān)于傳感器性能和選擇的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短，以快速反映參數(shù)的變化B.不同類型的傳感器在測量范圍和精度上可能存在差異，需要根據(jù)具體需求選擇C.傳感器的可靠性可以通過冗余設(shè)計(jì)和定期校準(zhǔn)來提高D.價(jià)格低廉的傳感器通常能夠滿足核反應(yīng)堆控制與監(jiān)測的高精度要求13、核電廠的應(yīng)急電源系統(tǒng)在事故情況下保障重要設(shè)備的供電。某核電廠應(yīng)急電源的容量為1000kW，持續(xù)供電時(shí)間要求為4小時(shí)。若負(fù)載功率為500kW，計(jì)算應(yīng)急電源所需的儲能容量。A.2000kWhB.4000kWhC.6000kWhD.8000kWh14、核科學(xué)中的核反應(yīng)理論是研究原子核反應(yīng)的規(guī)律和機(jī)制。對于核反應(yīng)的類型和特點(diǎn)，以下描述不正確的是：（）A.裂變反應(yīng)是重原子核分裂為兩個(gè)或多個(gè)較輕原子核的過程，同時(shí)釋放出大量能量B.聚變反應(yīng)是輕原子核聚合為較重原子核的過程，需要極高的溫度和壓力條件C.誘發(fā)核反應(yīng)可以通過中子、質(zhì)子等粒子轟擊原子核來實(shí)現(xiàn)D.所有的核反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的，不需要外界提供能量15、核科學(xué)中的核反應(yīng)截面是描述反應(yīng)發(fā)生概率的重要參數(shù)。假設(shè)一個(gè)中子誘發(fā)的核反應(yīng)，以下關(guān)于核反應(yīng)截面的特點(diǎn)和影響因素的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.反應(yīng)截面的大小與中子的能量和靶核的性質(zhì)有關(guān)B.對于特定的反應(yīng)，反應(yīng)截面通常是一個(gè)固定值，不受外界條件影響C.低能中子與重核的反應(yīng)截面可能較大，而高能中子與輕核的反應(yīng)截面相對較小D.溫度和壓力等環(huán)境條件可能會對核反應(yīng)截面產(chǎn)生微小的影響16、核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用可以幫助確定文物的年代和來源。例如，利用碳-14測年法。已知文物的材質(zhì)和保存狀況，若要獲得準(zhǔn)確的測年結(jié)果，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.樣品的污染情況B.測量儀器的校準(zhǔn)C.環(huán)境本底輻射的影響D.以上都是17、在核聚變研究中，托卡馬克裝置是一種重要的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)在一個(gè)托卡馬克裝置中，等離子體的溫度、密度和約束時(shí)間需要達(dá)到一定的條件才能實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)。以下哪個(gè)參數(shù)對于核聚變反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)最為關(guān)鍵？（）A.等離子體溫度B.等離子體密度C.約束時(shí)間D.以上同等關(guān)鍵18、核科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展需要高素質(zhì)的專業(yè)人才。在培養(yǎng)核科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生時(shí)，除了傳授專業(yè)知識，還需要注重培養(yǎng)以下哪個(gè)方面的能力？（）A.創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力B.團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力C.安全意識和倫理道德D.以上都是19、核電廠的選址需要綜合考慮多方面因素，包括地質(zhì)條件、水文條件、人口分布等。某地區(qū)擬建設(shè)一座核電廠，該地地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不存在地震斷裂帶，附近有一條河流，流量穩(wěn)定且水質(zhì)良好，距離最近的城鎮(zhèn)約50公里。從核安全的角度來看，以下哪個(gè)因素還需要進(jìn)一步重點(diǎn)評估？（）A.河流的最大洪水位B.地下水資源的儲量C.該地區(qū)的風(fēng)向和風(fēng)速D.周邊的生態(tài)環(huán)境20、核技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有助于開發(fā)新型材料和改進(jìn)材料性能。以下關(guān)于核技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用，說法錯(cuò)誤的是：（）A.離子注入可以改變材料的表面性能，如硬度、耐磨性、導(dǎo)電性等B.輻照可以誘導(dǎo)材料發(fā)生相變和結(jié)構(gòu)變化，創(chuàng)造出新的材料特性C.核技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用會導(dǎo)致材料產(chǎn)生放射性污染，限制了其應(yīng)用范圍D.利用核分析技術(shù)可以對材料的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確分析二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）核技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用為生命科學(xué)的發(fā)展提供了有力的工具。請深入探討核技術(shù)如放射性標(biāo)記生物分子、細(xì)胞輻射效應(yīng)研究、基因治療中的輻射應(yīng)用等在生物學(xué)機(jī)制研究、疾病模型建立、藥物研發(fā)等方面的原理和方法。分析核技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢和局限性，以及如何遵循倫理和安全原則開展相關(guān)研究。2、（本題5分）闡述核醫(yī)學(xué)中的放射性治療計(jì)劃的制定和優(yōu)化，包括腫瘤的定位和勾畫、劑量計(jì)算、治療方案選擇。分析影響治療效果和副作用的因素，以及如何利用現(xiàn)代技術(shù)（如三維適形放療、調(diào)強(qiáng)放療、質(zhì)子治療等）提高治療的精準(zhǔn)性和安全性。3、（本題5分）核聚變作為一種潛在的未來能源，具有巨大的發(fā)展前景。請全面論述核聚變的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式，如磁約束核聚變（托卡馬克裝置）和慣性約束核聚變。分析核聚變反應(yīng)的條件和挑戰(zhàn)，包括高溫、高密度、長時(shí)間約束等，探討核聚變研究的最新進(jìn)展和未來發(fā)展方向，以及在實(shí)現(xiàn)核聚變能源商業(yè)化應(yīng)用方面所面臨的關(guān)鍵技術(shù)和工程問題。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某核電廠的蒸汽發(fā)生器，二次側(cè)蒸汽的壓力為5MPa，溫度為260℃，流量為800t/h。計(jì)算蒸汽發(fā)生器的熱功率。若一回路冷卻劑的入口溫度為300℃，出口溫度為270℃，流量為1000t/h，計(jì)算一回路冷卻劑在蒸汽發(fā)生器中釋放的熱量和傳熱效率。2、（本題5分）在一個(gè)核反應(yīng)堆的熱工水力分析中，冷卻劑通道的等效直徑為10mm，質(zhì)量流量為0.1kg/s，冷卻劑的焓升為200kJ/kg。計(jì)算冷卻劑的流速和傳熱系數(shù)，并分析熱工參數(shù)對反應(yīng)堆安全運(yùn)行的影響。3、（本題5分）某核電廠的壓水堆，其壓力容器內(nèi)徑為380cm，壁厚為18cm，設(shè)計(jì)壓力為15MPa。材料的許用應(yīng)力為140MPa，計(jì)算壓力容器的最小壁厚應(yīng)是多少。若實(shí)際壁厚為22cm，求壓力容器的安全裕度。4、（本題5分）一座壓水堆核電站的堆芯內(nèi)燃料組件呈三角形排列，組件間距為12cm。已知堆芯活性區(qū)高度為3.5m，等效直徑為2.5m。燃料組件內(nèi)燃料棒的直徑為9mm，計(jì)算堆芯的體積釋熱率、燃料棒的平均線功率以及堆芯內(nèi)燃料組件的數(shù)目。5、（本題5分）在一個(gè)核輻射探測實(shí)驗(yàn)中，使用了一個(gè)蓋革計(jì)數(shù)器來測量放射性粒子的計(jì)數(shù)率。已知計(jì)數(shù)器的探測效率為10%，測量時(shí)間為100s，計(jì)數(shù)為5000個(gè)。計(jì)算放射性粒子的實(shí)際發(fā)射率，以及測量結(jié)果的相對誤差。同時(shí)，考慮探測器的本底計(jì)數(shù)和對測量精度的影響。四、論述題（本大題共2個(gè)小題